特開 2022-177767 水道使用検出無線通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022177767

(43)【公開日】2022-12-01

(54)【発明の名称】水道使用検出無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   G01P 13/00 20060101AFI20221124BHJP

【ＦＩ】

G01P13/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021106130

(22)【出願日】2021-05-18

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】521279354

【氏名又は名称】ＲＦイノベーション株式会社

(72)【発明者】

【氏名】井上 敦雄

【テーマコード（参考）】

2F034

【Ｆターム（参考）】

2F034AA03

2F034AC10

2F034CA07

2F034CA16

(57)【要約】

【課題】 水道使用時の水による無線通信時の電波強度の低下を抑え、良好な通信を行うことができる水道使用検出無線通信装置を提供する。
【解決手段】 水道使用検出無線通信装置１０であって、水の流入口１ａと流出口１ｂが形成されている第１の筐体１と、第１の筐体１の内に設置された第２の筐体２から構成され、第２の筐体２は、水の流れる方向を定めかつ流速を速くする水流制御機構３と、水を受けて回転する羽根車４と、羽根車４に接続された軸５と、羽根車４の回転を軸５によって伝えられる磁石６と、磁石６の磁束が鎖交するように巻かれたコイル７と、磁束の変化によってコイル７に発生した交流電圧が印加されて動作を開始する無線通信回路２０を備え、第１の筐体１と第２の筐体２の間に無線通信の電波が遮られないように水が流れる領域を制限する水流領域制限機構８を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水の流入口と流出口が形成されている第１の筐体と、前記第１の筐体の内に設置された第２の筐体から構成され、前記第２の筐体は、水の流れる方向を定めかつ流速を速くする水流制御機構と、水を受けて回転する羽根車と、前記羽根車に接続された軸と、前記羽根車の回転を前記軸によって伝えられる磁石と、前記磁石の磁束が鎖交するように巻かれたコイルと、磁束の変化によって前記コイルに発生した交流電圧が印加されて動作を開始する無線通信回路を備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体の間に無線通信の電波が遮られないように水が流れる領域を制限する水流領域制限機構を備えることを特徴とする水道使用検出無線通信装置。

【請求項2】

請求項１記載の水道使用検出無線通信装置において、前記水流領域制限機構は、樹脂またはゴムによって水が流れない空間を形成することを特徴とする水道使用検出無線通信装置。

【請求項3】

請求項１記載の水道使用検出無線通信装置において、前記水流領域制限機構は、水が流れない領域を樹脂またはゴムで埋められていることを特徴とする水道使用検出無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

独り暮らしのお年寄りの水道使用状況から安否を確認するのに適する水道使用検出無線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、独り暮らしのお年寄りが増加しており、そのお年寄りの安否を確認することが重要になってきている。この安否確認を行う装置として、生活に欠かすことのできない水道の使用を検知するものが考案されている。例えば、水道使用検出無線通信装置として特開平１１－２８７８１８の水力発電式無線水センサーがある。しかし、この装置は、電気配線工事を必要としないが取り付けるために水道管工事を必要とするので、手間と費用がかかるという問題がある。

【0003】

そこで、水道使用検出無線通信装置として、水力発電式の水道使用を検出す無線通信装置を試作した例について図５と図６を用いて説明する。

【0004】

図５は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０の構成と水が流れる領域を示す図である。この水道使用検出無線通信装置１０は、水の流入口１ａと流出口１ｂが形成されている第１の筐体１と、第１の筐体１の内に設置された第２の筐体２から構成され、第２の筐体２は、水の流れる方向を定めかつ流速を速くする水流制御機構３と、水を受けて回転する羽根車４と、羽根車４に接続された軸５と、羽根車４の回転を軸５によって伝えられる磁石６と、磁石６の磁束が鎖交するように巻かれたコイル７と、磁束の変化によってコイル７に発生した交流電圧が印加されて動作を開始する無線通信回路２０を備える。

【0005】

図６は、無線通信回路２０のブロック図である。この無線通信回路２０は、コイル７の両端子間に発生する交流電圧を整流する整流回路２１と、整流された電圧のレベルを制限する電圧制限回路２２と、電圧制限回路２２の出力電圧が印加されると無線通信を始める無線モジュール２３と、無線通信の送受信を行うアンテナ２４を備えている。

【0006】

上記のように構成された水道使用検出無線通信装置１０の動作について、図５（ａ）と図５（ｂ）を用いて説明する。

【0007】

図５（ａ）は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０の側面の断面図であり、図５（ｂ）は、本発明者が試作した水道使用検出無線通装置１０の上面図である。流入口１ａを水道蛇口に取り付けて蛇口をあけると、水流制御機構３の３つの切り込みから同一回転方向に水が流れ込む。この同一回転方向に流れる水を受けて羽根車４が回転して、軸５を伝わって磁石６が回転する。磁石６が回転することによってコイル７に鎖交する磁束が変化し、コイル７に端子に交流電圧が発生する。この交流電圧を整流回路２１で整流する。電圧制限回路２２に整流された電圧が入力され、制限レベルを超えない電圧が出力される。無線モジュール２３は、電圧制限回路２２の出力電圧が印加されると動作を開始し、アンテナ２４を通じて水道が使用されたことを通知する無線通信を行う。

【0008】

次に、この水道使用検出無線通信装置１０の無線通信時における水の影響について、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）および図５（ｆ）を用いて説明する。

【0009】

図５（ｃ）は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０の下面図であり、第１の筐体１と第２の筐体２の間の斜線部に水が流れる。図５（ｄ）は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１の側面図であり、水が流れる領域を斜線で示している。図５（ｃ）と図５（ｄ）が示すように、第２の筐体２に内蔵されている無線通信回路２０のアンテナ２４を水が取り囲んでいる。

【0010】

図５（ｅ）は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０の側面図であり、水の流れを矢印で示している。水が蛇口から流入口１ａに流れ込み、その水が水流制御機構３の切り込みを通過することによって流速が増し同一回転方向に流れる。この水は水流制御機構３と第２の筐体２の隙間から流れ出し、第１の筐体１と第２の筐体２の間を通過する。図５（ｆ）は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０の上面図であり、矢印は、同一回転方向に水流制御機構３に流れ込む様子を示している。

【0011】

無線通信回路２０が備えたアンテナ２４の周囲に水がある場合と水がない場合で電波強度を測定した。水道使用検出無線通信装置１を水道の蛇口に取り付けて水を流した場合の電波強度は、－９０ｄＢｍ以下であった。また、無線通信回路２０に電池を接続した場合の電波強度は、約－７０ｄＢｍであった。無線モジュール２３がＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの場合、電波の周波数が２．４ＧＨｚ帯であり、水による電波のエネルギーの減衰が特に多きくなるためと考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開平１１－２８７８１８号 公報

【特許文献2】

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

上記の本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０では、無線通信時にアンテナ２４の周囲が水によって取り囲まれるため、送受信の電波強度が弱くなり、通信距離が短くなる、または、通信成功率が低くなるという問題がある。

【0014】

上記問題に鑑み、本発明は、水による電波強度の低下を抑え、良好な通信を行うことができることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前述の課題を解決するために本発明が講じた解決手段は、水道使用検出無線通信装置１０であって、水の流入口と流出口が形成されている第１の筐体と、前記第１の筐体の内に設置された第２の筐体から構成され、前記第２の筐体は、水の流れる方向を定めかつ流速を速くする水流制御機構と、水を受けて回転する羽根車と、前記羽根車に接続された軸と、前記羽根車の回転を前記軸によって伝えられる磁石と、前記磁石の磁束が鎖交するように巻かれたコイルと、磁束の変化によって前記コイルに発生した交流電圧が印加されて動作を開始する無線通信回路を備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体の間に無線通信の電波が遮られないように水が流れる領域を制限する水流領域制限機構を備えたものとする。

【0016】

したがって、本発明によると、無線通信において送受信を行うアンテナ２４の周囲に水が流れない領域９を設けることができるため、電波が遮られずその電波強度の低下を抑え、良好な通信を行うことができる。

【発明の効果】

【0017】

以上、本発明によると、無線通信時の水による電波強度の低下を抑え、良好な通信を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の構成と水が流れる領域を示す図である。

【図2】は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の水流領域制限機構８を水平８方向に分割した図である。

【図3】は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の水流領域制限機構８の別形状の例を示した図である。

【図4】は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の水流領域制限機構８による水が流れない領域９を樹脂またはゴムで埋めた例を示した図である。

【図5】は、本発明者が試作した水道使用検出無線通信装置１０の構成と水が流れる領域を示す図である。

【図6】図１、図２、図３、図４および図５の水道使用検出無線通信装置１０の無線通信回路２０のブロック図である。

【図7】は、水道使用検出無線通信装置水道１０を蛇口１００に設置した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【実施例0020】

図１は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０を示す。本実施形態の水道使用検出無線通信装置１０は、水の流入口１ａと流出口１ｂが形成されている第１の筐体１と、第１の筐体１の内に設置された第２の筐体２から構成され、第２の筐体２は、水の流れる方向を定めかつ流速を速くする水流制御機構３と、水を受けて回転する羽根車４と、羽根車４に接続された軸５と、羽根車４の回転を軸５によって伝えられる磁石６と、磁石６の磁束が鎖交するように巻かれたコイル７と、磁束の変化によってコイル７に発生した交流電圧が印加されて動作を開始する無線通信回路２０を備え、第１の筐体１と第２の筐体２の間に無線通信の電波が遮られないように水が流れる領域を制限する水流領域制限機構８を備えている。

【0021】

上記のように構成された水道使用検出無線通信装置１０の動作については、水の流れる領域が制限されること以外に関して、従来の実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0022】

次に、実施形態における水道使用検出無線通信装置１０の無線通信時における水の影響について、図１（ｃ）、図１（ｄ）、図１（ｅ）および図１（ｆ）を用いて説明する。

【0023】

図１（ｃ）は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の下面図であり、第１の筐体１と第２の筐体２の間の斜線部に水が流れる。図１（ｄ）は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の側面図であり、水が流れる領域を斜線で示している。図１（ｃ）と図１（ｄ）が示すように、第２の筐体２に内蔵されている無線通信回路２０が備えたアンテナ２４の周囲の水平４方向中２方向に水が流れない領域９が設けられている。

【0024】

図１（ｅ）は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の側面図であり、水の流れを矢印で示している。水が蛇口から流入口１ａに流れ込み、その水が水流制御機構３の切り込みを通過することによって流速が増し同一回転方向に流れる。この水は水流制限機構３と第２の筐体２の隙間から流れ出し、第１の筐体１と第２の筐体２の間を通過する。水流領域制限機構８は、この水が流れない領域９を作っている。図１（ｆ）は、本発明の実施形態である水道使用検出無線通信装置１０の上面図であり、矢印は、同一回転方向に水流制御機構３に流れ込む様子を示している。

【0025】

水道使用検出無線通信装置１０を水道の蛇口に取り付けて水を流した場合の電波強度は、約－７０ｄＢｍであった。これは、無線通信回路２０に電池を接続した場合の約－７０ｄＢｍと同等の電波強度であった。

【0026】

以上、本発明の実施形態によると、水流領域制限機構８を備えることにより、アンテナ２４の周囲に水が流れない領域９を設けることができ電波強度の低下を抑えることができる。

【0027】

なお、上記の実施形態では水流領域制限機構８が水平方向４分割中の２方向に設置されている例を示したが、図２に示す８分割などが考えられ分割数に制限されない。図２に示す水道使用検出無線通信装置１０の構成および動作については、水流領域制限機構８の形状が異なること以外に関して、本発明の実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0028】

また、水流領域制限機構８が、図３のような形状でも同様の効果が得られる。図３に示す水道使用検出無線通信装置１０の構成および動作については、水流領域制限機構８の形状が異なること以外に関して、本実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0029】

水流領域制限機構８は、無線通信の電波が遮られないように水が流れる領域を制限する機構であって、第１の筐体１または第２の筐体２に一体形成されてもよく、かつ、その形状は上記実施形態の例に制限されない。

【0030】

さらに、水流領域制限機構８は、電波の通過の減衰が小さい樹脂やゴム等で形成されてもよい。

【0031】

アンテナ２４について、図６では、無線通信回路２０に内蔵した例を示したが、無線モジュール２３に内蔵されていてもよい。また、アンテナ２４は、無線通信回路２０の外部に設けられても問題ない。

【0032】

図７は、水道使用検出無線通信装置水道１０を蛇口１００に設置した状態を示す図である。図７（ａ）は、ネジ部を持つ蛇口１００に水道使用検出無線通信装置水道１０を取り付けた例である。また、水道使用検出無線通信装置水道１０の蛇口１００への取り付けは、図７（ｂ）に示すようにアタッチメントを使用してもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ 第１の筐体
１ａ 第１の筐体の流入口
１ｂ 第１の筐体の流出口
２ 第２の筐体
３ 水流制御機構
４ 羽根車
５ 軸
６ 磁石
７ コイル
８ 水流領域制限機構
９ 水が流れない領域
１０ 水道使用検出無線通信装置
２０ 無線通信回路
２１ 整流回路
２２ 電圧制御回路
２３ 無線モジュール
２４ アンテナ
１００ 水道の蛇口
１０１ 水道のレバー
１０２ 水道のハンドル
１０３ 取り付けアタッチメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】